Remote Sensing of Environment | 长期的MODIS数据揭示中国大型湖库透明度的变化
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Changes of water clarity in large lakes and reservoirs across China observed from long-term MODIS
水质透明度是公认的一级水质指标，已被全球水监管机构用于其监测和管理项目。然而，在大的时间和空间尺度上对湖泊水质透明度进行评估仍较罕见，这限制了我们进一步理解其变化和驱动力。该研究分析了2种水体颜色参数——水体颜色指数(FUI)和色度角与水体透明度之间的相关关系，构建了基于水体颜色指数和色度角的湖库透明度遥感反演算法。 与来自17个湖泊的原位测量结果相比，MODIS的透明度模型结果验证数据集的平均相对差异为27.4%。与其他经验的透明度模型相比，FUI和基于色度角的模型改进了宽范围的水体清澈度和营养状态下的性能和适应性。随后，在全国大范围不同类型湖库中进行算法模型检验，利用MODIS遥感数据对2000~2017年全国153个面积大于25平方公里的大型湖库透明度进行了长时序时空变化监测。
研究结果表明，2000 ~2017年研究湖区夏季的平均透明度表现出明显的时空变化。在空间上，全国大型湖泊的透明度呈现出明显的“高西低东”的空间格局。这种空间格局与我国东部和西部湖泊深度和高度的显著差异有关，而我国人口、GDP、气温和降水分布也有一定的影响。在时间上，大部分湖泊的透明度在这一时期都有所增加，总体平均速率为3.3 cm/yr。其中38.6% (N = 59)湖泊的透明度值在过去18年中显著增加，只有8.5% (N = 13)湖泊的透明度值呈显著下降趋势。我国西部地区湖泊透明度显著增加与气温升高和湖泊面积增加有关，这可能是我国西部湖泊对气候变化的响应。我国东部的湖泊系统主要用作饮用水源，增加湖泊透明度的变化与当地GDP、归一化植被指数(归一化植被指数)和湖面积的非常相关，这可能是实施的管理措施和气候变化的综合效应。
这些研究结果为我国水质保护和管理提供了重要信息，也突出了卫星遥感在大范围、长期湖泊水质监测中的价值。
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https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111949
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